Реферат на тему отсадка

Обновлено: 05.07.2024

оборудование предприятий общественного питания

Отсадочные машины. Оборудование предприятий общественного питания ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Процесс формования штучных изделий выдавливанием вязкопластичной массы через профилирующие насадки на приемную поверхность при циклическом взаимодействии рабочих органов принято называть процессом отсадки.

Устройства и машины для отсадки отдельных корпусов состоят из камеры, в которую загружается формуемая масса, механизма выпрессовывания массы из камеры (нагнетателя), предматричной камеры со сменной матрицей, включающей одну или несколько параллельных профилирующих насадок, приемной поверхности в виде конвейера или подъемно-опускного столика, расположенных под формующими органами, механизма резки или отсекателя массы.

В зависимости от свойств перерабатываемого продукта и вида получаемых изделий машины для отсадки отличаются большим многообразием конструктивных форм. Несмотря на то, что отсадочные машины выпускают штучную продукцию, их можно отнести к машинам непрерывно-поточного производства, так как они могут обеспечить равномерно движущийся поток изделий. Формовать отсадкой можно пищевые массы, обладающие так называемой формоудерживающей способностью: конфетные массы, зефир, тестовые заготовки, отдельные виды шоколадных изделий. Отсадкой производят декорирование изделий различными пищевыми продуктами.

В отсадочных машинах дозирование осуществляется по объемному принципу, основанному на переносе формуемого продукта из пространства впуска в пространство нагнетания.

Отсадочные машины классифицируют следующим образом:

• по типу нагнетательных органов — поршневые, шнековые, валковые, шиберные, шестеренные и др.;
• по изменению напряжений в массе во время отсадки — без снятия напряжений, с циклическим снятием напряжений;
• по виду движения нагнетательных органов — с цикличным и нагнетательным движением;
• по способу отделения отформованного изделия — с золотниковым отсекателем порции массы, с разрывом жгута, с режущим устройством;
• по характеру сжатия массы в предматричной камере — с однократным (без буферного объема), с многократным (с буферным объемом), с постоянным (установившийся режим).

Основным признаком, которым определяется конструкция и область применения машины, является тип нагнетательного органа. От него зависят характеристики машины, точность ее работы, вид деформации формуемой массы. В пищевой промышленности применяются следующие типы нагнетателей: поршневые (с одним или несколькими поршнями), шестеренные, валковые (с одной парой валков и более), пластинчатые, шнековые (с одним или несколькими шнеками), комбинированные. В общественном питании наиболее распространены поршневые, шестеренные и валковые нагнетатели. Следует сказать, что нагнетатели отсадочных машин имеют много общего с вытеснителями шприцев.

Поршневые нагнетатели применяются при формовании отливкой и отсадкой текучих пищевых масс, таблетировании сыпучих масс, штамповании высоковязких сред.

Шестеренные нагнетатели в качестве рабочих органов имеют зацепляющиеся между собой шестерни, которые, вращаясь в неподвижном кожухе, обеспечивают объемное передавливание продукта из зоны питания в зону нагнетания.

Валковые нагнетатели применяют, как правило, в тех случаях, когда нет необходимости в создании высоких давлений.

Принцип действия пластинчатых нагнетателей не отличается от действия аналогичных лопастных насосов. К достоинствам шнековых нагнетателей можно отнести возможность непрерывной подачи массы, создания высокого давления (шнековые макаронные прессы), пластификации и термостатирования материала при прохождении по длине шнека. Формующие машины со шнековыми нагнетателями подразделяют на одношнековые и многошнековые. При этом шнеки могут находиться во взаимном зацеплении.

Все формующие машины можно разделить на два вида: машины с непрерывным и периодическим движением нагнетательных органов. Одновременно в зависимости от характера движения продукта в предматричной камере формующие машины делятся на два вида: машины с непрерывной и периодической подачей продукта.

Принято оценивать работу формующей машины по рабочей характеристике нагнетателя — зависимости объемного расхода от давления. Исходя из этого характеристики нагнетателей делят на жесткую, мягкую и переменную.

Жесткая характеристика свойственна формующим машинам с поршневыми, шестеренными и пластинчатыми нагнетателями, а также многошнековыми с зацепляющимися шнеками, мягкая — одношнековым и валковым нагнетателям. Нагнетатели с переменной характеристикой наиболее эффективны в отсадочных машинах, в которых необходимо при непрерывном движении нагнетателя снижать давление па продукт, находящийся в предматричной камере. Для обеспечения стабильности работы формующей машины продукт в загрузочную зону подают за счет устройств с вертикальным и коническим шнеком, а также валками.

Настольная тестоотсадочная машина МТК-50 (рис. 12.45, а) имеет основание 1, к торцам которого прикреплены две боковые стенки 6. Между стенками шарнирно установлена кассета 7 для отсаживаемой массы с форсунками 5, расположенными в два ряда по четыре штуки в каждом ряду. Поворот кассеты при техническом обслуживании осуществляется посредством ручки 10. В верхней части стенки связаны перемычкой, на которой смонтирован пневмоцилиндр 9, на его штоке закреплен поршень 8.

На основании 1 установлены пневмоцилиндры подъема стола 2, на штоках которых закреплен рабочий стол со столешницей 4. По бокам столешницы выполнены направляющие для ориентирования лотка. Расстояние между форсунками и столешницей регулируют в зависимости от высоты отсаживаемых изделий посредством винтов 11.

Процесс отсадки заготовок из теста осуществляется поршнем 8, приводимым в движение пневмоцилиндром 9. Подачу воздуха под рабочим давлением обеспечивает компрессор. Регулятором давления является редукционный клапан, входящий в состав компрессора. Возможно подключение машины к пневмосети (при наличии).

Управление движением поршня 8 производится переключателем 3. При повороте влево поршень поднимается вверх для загрузки теста в кассету. После загрузки теста, при повороте вправо, поршень опускается. Управление процессом отсадки осуществляется кнопкой 12 пневмораспределителя.

Рис. 12.45. Машина тестоотсадочная кондитерская:

а — МТК-50: 1 — основание; 2 — пневмоцилиндр подъема стола;

3 — переключатель; 4 — столешница; 5 — форсунки; 6 — стенки; 7 — кассета; 8 — поршень; 9 — пневмоцилиндр; 10 — ручка; 11 — винты; 12 — кнопка.

Производительность машины МТК-50 — до 80 кг/ч; объем кассеты — 12 л; масса одной заготовки из теста — 0,015—0,030 кг; давление воздуха в сети — 0,6—0,8 МПа; расход воздуха — 150 л; габаритные размеры — 654×398×923 мм.

Машина тестоотсадочная кондитерская МТК-52 (рис. 12.45, б) оснащена таймером времени, что позволяет отслеживать вес и диаметр отсаживаемых изделии, возможен и визуальный контроль как в машине МТК-50.

Машина имеет устройство и параметры работы пневмосистемы аналогичные описанной выше МТК-50. Особенностью конструкции является использование пневмоцилиндров 14, установленных на опоре в качестве стоек, на которых монтируются все узлы машины. Также в машине рабочий стол выполнен неподвижным, а установленная на нем столешница 4 регулируется по высоте винтами 3. Поршень 8 закреплен на траверсе, установленной посредством винтов 7 на штоках пневмоцилиндров.

Производительность машины МТК-52 — до 80 кг/ч; объем кассеты — 12 л; габаритные размеры (верхнее положение)—700×550×1290/1812 мм.

Тестоотсадочная машина МТК-52/2 предназначена для изготовления тестовых двухцветных заготовок печенья и пряника.

Тестоотсадочная машина МТК-50К (М) предназначена для формования заготовок сбивных кондитерских масс (зефир, миндальное, заварное, бисквитное печенье, а также безе, суфле и т. д. ). В машине возможно формование легких и текучих масс за счет того, что в форсунке машины встроен пневмопережим, который позволяет регулировать истечение массы на лоток.

Машина состоит (рис. 12.46, а) из основания 1 и соединенного с ним корпуса, на которых смонтированы узлы машины. На основании установлен ленточный транспортер 11, имеющий дискретное движение, задаваемое с панели управления 10. С боков транспортера установлен подъемно-опускной стол 12, предназначенный для подъема и опускания противней (лотков) в момент начала и конца отсадки. Сбоку основания закреплен откидной стол 5, служащий для приема противней с отформованными изделиями.

К боковой стенке корпуса крепится корпус нагнетателя, на который устанавливается бункер 7, а внутрь вставляются рабочие органы, закрываемые с торца крышкой. В нижнюю прорезь корпуса вставляется сменный блок форсунок (рис. 12.46, в). Бункер закрывается крышкой 8, имеющей прорези для контроля заполнения бункера.

Внутри основания и корпуса смонтированы приводы транспортера, стола и нагнетателей. Управление работой машины осуществляется микропроцессором, в память которого закладывается до 40 программ. Выбор программы осуществляется на панели управления 10, на жидкокристаллический дисплей которой выводятся параметры работы машины.

Рис. 12.46. Настольная отсадочно-дозировочная машина Babydrop 400:

а — общий вид: 1 — основание; 2 — форсунка; 3 — щиток; 4 — ножки; 5 — стол откидной; 6 — нагнетатель; 7 — бункер; 8 — крышка; 9 — корпус; 10 — панель управления; 11 — транспортер; 12 — стол подъемно-опускной; 6 — нагнетатели:

I — шестеренный; II — валковый; в — форсунки Машина оснащена сменными нагнетателями и форсунками. Шестеренный нагнетатель (рис. 12.46, б, I) предназначен для изготовления бисквитов, безе; валковый нагнетатель (рис. 12.46, б, II) — для выдавливания и отсадки густого и мягкого теста. При работе с жидким тестом внутри бункера устанавливаются адаптеры.

Перед началом работы выбирается соответствующая программа. После установки противня на транспортер машина автоматически включается, и противни подаются в зону отсадки. Достигнув ее, транспортер останавливается, подъемно-опускной стол поднимает противень и одновременно при вращении рабочих органов тесто засасывается из бункера и, проходя через форсунки, происходит отсадка печенья, не изменяя структуру теста. Спустя установленное время стол опускается, происходит отрыв заготовок, и противень укладывается на транспортер. Вращение рабочих органов кратковременно изменяется на противоположное для исключения капания продукта. Транспортер перемещает противень на один шаг, и цикл повторяется.

При изменении высоты заготовок производится ручная регулировка положения стола (высоты отсадки).

Производительность машины Babydrop 400 — до 20 отсадок/мин; емкость бункера — 20 л; габаритные размеры — 710×720×690 мм; номинальная потребляемая мощность — 1,0 кВт.

Отсадка - (а. jigging; н. Setzen; ф. pistonnage, setzage; и. cribadura, соncentracion por jig) — способ гравитационного обогащения полезных ископаемых, основанный на разделении минеральной смеси на слои, отличающиеся по плотности и крупности. Отсадка происходит в результате периодического воздействия восходящих и нисходящих потоков разделительной среды. Конечные продукты отсадки: концентрат с высоким содержанием полезного компонента и отходы (иногда выделяется промежуточный продукт, состоящий из сростков полезного компонента с пустой породой или из их механической смеси).

Содержание работы

Назначение
Область применения
Принцип действия
Классификация
Конструкция
Особенности технологического процесса
Встраивание в технологическую линию
Параметры режима работы (факторы, влияющие на режим работы)
Технологические показатели работы машины
Эксплуатация
Обзор рынка
История развития
Достоинства и недостатки
Список использованной литературы

Файлы: 1 файл

Реферат по обогатительным машинам.doc

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российской Федерации

Реферат по дисциплине:

ОБОГАТИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

На тему:

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОТСАДКИ

Назначение
Область применения
Принцип действия
Классификация
Конструкция
Особенности технологического процесса
Встраивание в технологическую линию
Параметры режима работы (факторы, влияющие на режим работы)
Технологические показатели работы машины
Эксплуатация
Обзор рынка
История развития
Достоинства и недостатки
Список использованной литературы

НАЗНАЧЕНИЕ

Отсадку широко применяют при обогащении крупновкрапленных и средневкрапленных руд, не требующих тонкого измельчения, а также полезных ископаемых, содержащих разделяемые компоненты, контрастно различающиеся по плотности (уголь, пески россыпных месторождений, бурожелезняковые, гематитовые, хромовые, марганцевые и вольфрамовые руды и др.). Отсадкой обогащают полезные ископаемые в широком диапазоне крупности — от 0,1 (пески россыпей) до 250 мм (антрациты), и различной плотности — от 1400 до 1500-19300 кг/м3. По типу сред разделения различают гидравлическую, пневматическую, суспензионную и отсадку с водовоздушной смесью. В технологических схемах обогатительных фабрик отсадка применяется как основная операция обогащения с получением конечных продуктов, так и вспомогательная операция в комбинации с концентрацией на столах, магнитной сепарацией, флотацией и другими методами обогащения.

Отсадочная машина — (от англ. jigging machine, jig. ligger) горная машина, оснащенная специальным оборудованием (решето, камера), используемым для гравитационного обогащения полезных ископаемых, путем разделения смеси минералов преимущественно по плотностям под воздействием пульсирующего потока воды или воздуха.

Применение отсадочных машин:

обогащение углей

обогащение руды
обогащение россыпей на драгах

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Отсадочная машина (рис.1) состоит из двух сообщающихся между собой отделений концентрации и пульсаций. В концентрационном отделении укреплено решето, на котором разделяются минералы. В отделении пульсаций имеется поршень или другое устройство, совершающее возвратно-поступательное движение, передающееся воде, которой заполнена камера машины. Обогащаемое полезное ископаемое подают на решето вместе с водой, которая транспортирует его вдоль машины, распределяя равномерным слоем, называемым постелью. Через отверстия в решете от привода создаются переменные по скорости и направлению восходящие и нисходящие потоки воды. В период действия восходящего потока постель разрыхляется, при этом наиболее легкие зерна, скорость падения которых меньше скорости восходящих потоков, движутся вверх вместе с водой, а тяжелые зерна лишь взвешиваются. Под действием нисходящих потоков постель уплотняется, при этом тяжелые зерна водным потоком увлекаются вниз с большей скоростью, чем более легкие. В результате многократных воздействий восходящих и нисходящих потоков постель расслаивается: легкие минералы восходящими потоками выносятся в верхние слои, а тяжелые под действием сил тяжести, преодолевая сопротивление среды, концентрируются в нижних слоях постели. За счет продольных потоков транспортной воды постель перемещается вдоль машины к разгрузочному концу решета, где происходит послойная разгрузка продуктов обогащения.

Чтобы лучше себе представить сущность отсадки, предположим, что в большую корзину с которой ходят собирать грибы, вы насыпали смесь песка и угля, с примерно одинаковым размером зерен. Затем с этой однородной смесью вы входите по колени в реку и начинаете, погрузив корзину в воду, двигать се вверх и вниз, не вынимая из воды. Через дно корзины струйки волы будут проходить свободно, и через некоторое время на дне корзины образуется два слоя: нижний, состоящий из более тяжелого песка, и верхний, представляющий собой черные частицы угля.

КЛАССИФИКАЦИЯ

по месту применения:

гидравлические отсадочные машины (процесс осуществляется в водной среде)

пневматические осадочные машины (отсадка происходит в воздушной среде)

по конструкции приводного механизма:

поршневые отсадочные машины
диафрагмовые отсадочные машины
отсадочные машины с подвижными конусами
отсадочные машины с подвижным решетом
отсадочные машины с гидравлическим пульсатором
беспоршневые отсадочные машины

по направлению разгружаемого продукта:

прямоточные отсадочные машины
противоточные отсадочные машины

по способу разгрузки продуктов обогащения

отсадочные машины с шиберной разгрузкой
отсадочные машины с разгрузкой через решето
отсадочные машины с комбинированной разгрузкой через шибер и решето

по числу ступеней

одноступенчатые (однокамерные) отсадочные машины
двухступенчатые отсадочные машины
трехступенчатые отсадочные машины
многоступенчатые отсадочные машины

по целевому назначению

отсадочные машины для обогащения мелкозернистого, крупнозернистого или неклассифицированного материала
шламовые отсадочные машины

Кроме этого так же применяются отсадочные машины лабораторного типа (как правило с упрощенной конструкцией и небольшими габаритами) для научных исследований и проработки проб.

КОНСТРУКЦИЯ

По видовому признаку, которым является рабочий орган, создающий колебательное движение, гидравлические отсадочные машины бывают: с подвижным решетом, поршневые, диафрагмовые и воздушно-золотниковые( беспоршневые). Здесь они названы в последовательности от менее к более сложным и от реже к чаще применяемым.

В пределах каждого вида машин могут быть выделены конструктивные типы, отличающиеся числом ступеней, направлением движения обогащаемых материалов( прямо- и противоточным), способом разгрузки тяжелых продуктов( комбинированным через решето или щель), конструкцией пульсаторов и т.д.

Отсадочная машина с подвижным решетом - применяют для отсадки материала крупностью от 3 до 40 мм.

Для обогащения применяют машины с верхним приводным механизмом решета и нижним, различающийся конструкцией приводных механизмов, размерами решета и способом его уравновешивания, а также способом разгрузки тяжелых продуктов.

Машины обычно имеют двух, трех и четырехсекционные решета рабочей площадью 2,9-4м2 и более и выдают соответственно три, четыре и пять продуктов обогащения.

Отсадочная машина с трехсекционным подвижным решетом и верхним приводом (рис. 1.1.) состоит из ванны с четырьмя пирамидальными камерами 1, подвижного короба 2 с решетом 11, подвешенного на пружинах-амортизаторах 3, и приводного механизма.

Решето приводится в действие от привода с кривошипно-шатунным механизмом 4, сообщающего решету 11, посредством шатунов 5 и тяги 7, дугообразное движение с горизонтальным перемещением в сторону загрузки продукта при ходе подвижного короба 2 с решетом 11 вниз и подачей его вперед при подъеме вверх. Вследствие этого достигается одновременно разрыхление постели и продвижение отсаживаемого материала вдоль решета.

Движению материала в сторону разгрузки хвостов в хвостовом пороге 10 способствует также небольшой уклон (около 50) короба 2 и ступенчатое расположение секций решета. Регулирование хода решета производится перестановкой плит с кривошипами на приводных дисках. Водная среда в машине остается относительно неподвижной и поддерживается на заданном уровне путем подачи по трубе 9 подрешетной воды. По мере движения слоя материала вдоль машины осуществляется его расслоение по плотностям. Тяжелый продукт уходит вниз через щели решета в конце каждой секции и далее посредством элеватора выгружается в устройства. Тяжелый продукт разгружается через щели в решете, регулируемые козырьками при помощи маховичков 8.

Выгрузка подрешетных продуктов и хвостов производится ковшевыми обезвоживающими элеваторами при скорости движения 0,1-0,3 м/с.

Для удаления воды и продукта при аварийных остановках и ремонте машины в камерах и башмаках элеваторов имеется специальный разгрузочный люк.

Тяжелый продукты разгружаются через регулируемые боковые или центральные щели отсеков решета или через щель, проходящую по всей ширине решета, легкие в конце машины через порог.

Выгрузка тяжелых продуктов из машины производится обезвоживающими элеваторами или скребковыми конвейерами.

Машины, как правило, работают при частоте колебаний решета в пределах 90-190мин-1.

Техническая характеристика отсадочной машины с подвижным решетом приведена в табл.1.1.

Машины с подвижным решетом наиболее эффективно работают в основных операциях на классифицированном материале. Классы мельче 2мм обогащаются машинами с подвижным решетом неэффективно, потому, что они попадают в подрешетный продукт, они снижают качество концентрата на 1-2%. Поэтому перед отсадкой класс 2мм удаляют из исходного материала.

Размер отверстий в отсадочных решетах составляет около 4 мм. Срок службы плетеных сит при отсадке крупного и среднего материала 15-16 дней.

В настоящее время машины этого типа серийно не производят, а изготавливают, при необходимости непосредственно на местах.

Поршневая отсадочная машина – применяется на некоторых фабриках

для отсадки крупных и средних классов руды. Они обычно имеют две, три или четыре камеры. Колебания воды создаются движением поршня, ход которого регулируется эксцентриковым механизмом.

Крупные тяжелые частицы разгружаются через ловушку, регулируемую заслонкой и порожком, а мелкие – через постель и решето. Хвосты (легкая фракция) разгружаются самотеком через сливной порог последней камеры.

Техническая характеристика поршневых осадочных машин приведена в табл. 2.1.

В поршневых машинах наиболее эффективно обогащается классифицированный материал. Во всех случаях выделение из питание класса крупностью менее 2 мм является обязательным условием.

Поршневые машины в настоящее время почти полностью заменены диафрагмовыми машинами, машинами с подвижным решетом и воздушно-пульсирующими, имеющими более высокую удельную производительность и меньший расход воды и электроэнергии.

Диафрагмовая отсадочная машина – применяются для отсадки мелкой мытой руды, доизмельченных промпродуктов и песков, выделенных из шламов промывки, а также для обогащения железной, марганцевых, вольфрамовых и других руд, угля и антрацита с крупностью до 100мм. Подрешетные продукты из камер разгружаются через съемные насадки с отверстиями диаметром 18мм.

Основные преимущества: результаты разделения превосходят все достигнутые на других типах отсадочных машин.

Область применения: угольная и горнорудная промышленность.

Техническая характеристика диафрагмовых отсадочных машин приведена в табл 3.1.

Отсадочная машина типа МОД (рис. 3.1.) состоит из двух расположенных в корпусе 1 камер с нижними подвижными коническими днищами 5. Эти днища соединены с рабочими камерами с помощью резиновых манжет 3 и цилиндрической обечайки 4.

Конические днища, соединенные между собой пружиной 7, получают качательное движение от электропривода через кривошипно-шатунный механизм 8 и раму-коромысло 6. В рабочих камерах установлены решетки и сита 2.

Подрешетная вода подается в камеры через коллектор. При включении электродвигателя крутящий момент электропривода передается на кривошипно-шатунный механизм 8 и от него приводится в движение рама-коромысло 6, которая качается относительно шарнира в средней ее части. При этом рама-коромысло 6, поджатая пружиной 7, поочередно поднимает и опускает цилиндрической обечайки 4, за счет чего создаются пульсирующие восходяще-нисходящие потоки жидкости на решетках и ситах 2.

Отсадка является процессом разделения смеси рудных частиц по плотности в водной или воздушной среде, колеблющейся (пульсирующей) относительно разделяемой смеси в вертикальном направлении. В процессе отсадки материал, помещенный на решете, периодически разрыхляется и уплотняется. Пульсацию среды, в которой производят разделение, создают движением поршня, диафрагмы, периодической подачей в машину сжатого воздуха или колебаниями решета. Слой материала, находящийся на решете, при отсадке крупного материала называется постелью, а при отсадке мелкого материала (меньше 3—5 мм) — над постельным слоем.

Между над постельным слоем и решетом находится искусственная постель, состоящая из крупных тяжелых частиц обогащаемой руды или какого- либо другого материала. Воду, равномерно или периодически подаваемую под решето отсадочной машины, называют под решетной водой.

Циклом отсадки называется закономерность вертикального перемещения среды (или решета) в течение одного периода колебаний. Элементами цикла являются подъем, пауза, опускание среды.

Основным циклом, применяемым в отсадочных машинах, является гармонический (2 а).

Для широко классифицированной постели существуют две критические скорости — нижний, при которой взвешиваются самые мелкие частицы постели, и верхний — при которой взвешиваются наиболее крупные частицы.

Скорость движения подрешетной воды в отсадочных машинах при обогащении руд обычно не превышает 0,6 см/с. При такой скорости может разрыхляться лишь слой частиц мельче 0,5 мм. Постель из частиц крупнее 0,5 мм разрыхляется в основном колебаниями воды (или решета).

Известны две гипотезы механизма разрыхлений постели колебаниями воды. По первой гипотезе, подтвержденной прямыми наблюдениями, разрыхление происходит в результате подъема сплоченной постели восходящим потоком и отделения ее нижних слоев под действием силы тяжести отдельных частиц. При этом разрыхление постели, составленной из однородных частиц (искусственная постель), начинается снизу и распространяется постепенно вверх. Разрыхление ширококлассифицированной постели может начаться с верхних слоев, в которых обычно находится частицы меньшей гидравлической крупности. При достижении пульсирующим потоком воды скорости, достаточной для взвешивании нижнего слои постели, начинается разрыхление этого слоя, распространяющееся от верхнего и нижнего слоев к средней части постели.

По второй гипотезе разрыхление постели происходит одновременно в обе стороны от ее середины под действием гидродинамических сил (обусловленных, например, турбулентными вихрями). При этом расширение постели вниз приводит к задержанию нижних слоев у сита и более позднему движению их вверх.

6. Концентрация на столах

Концентрация на Столах является процессом разделения рудных частиц по плотности в тонком слое воды, текущей по слабонаклонной плоской деке, совершающей при помощи привода возвратно-поступательные движения в горизонтальной плоскости перпендикулярно к направлению движения воды.

Концентрация на столах применяется для обогащения руд олова, вольфрама, редких, благородных и черных металлов и других полезных ископаемых крупностью —3 + 0,01 мм.

Концентрационные столы используются также для флотогравитации.

За время пребывания материала на деке концентрационного стола происходит разрыхление слоя, расслаивание и транспортирование частиц в продольном (вдоль рифлей) и поперечном направлениях в соответствии с их плотностью и крупностью.

Разрыхление слоя частиц создается колебаниями деки и турбулентными вертикальными пульсациями, происходящими в потоке воды. Основным средством для разрыхления слоя в межрифлевом пространстве являются колебания деки, частота которых (4—7 Гц) существенно выше частоты главных вертикальных пульсаций потока воды на концентрационном столе (1—2,3 Гц. лад рифлями, 0,5—0,65 Гц в межрифлевом пространстве). Разрыхление слоя частиц является обязательным условием эффективного расслаивания на деке стола.

Наибольшую разрыхленность имеют нижние слои, расположенные вблизи деки, наименьшую — средние слои. Дополнительное разрыхление верхних слоев, расположенных над рифлями, происходит под влиянием возмущений, производимых турбулентньими пульсациями, а также волнами на поверхности раздела пульпа—воздух.

На концентрационных столах с подбрасыванием разрыхление достигается также в результате отрыва слоя частиц от деки под действием вертикальной составляющей ее скорости.

Расслаивание на концентрационном столе имеет в значительной мере характер сегрегации. В нижних слоях потока располагаются Самые тонкие частицы большой плотности, над ними — более крупные той же плотности в смеси с мелкими частицами меньшей плотности, еще выше — последовательно мелкие и крупные частицы малой плотности (самые тонкие частицы — меньше 0,01 мм —движутся вместе с потоком воды).

Однако в результате воздействия турбулентных вихрей тонкие частицы большой и малой плотности частично вымываются в верхние слои.

Транспортирование частиц в продольном направлении осуществляется в результате возвратно-поступательного движения деки, в поперечном—потоком воды. Скорость продольного перемещения частиц зависит от закона движения деки (обусловленного конструкцией при водного механизма), абсолютного значения ее ускорения (определяемого произведением квадрата частоты.

Отсадка является одним из наиболее распространенных методов обогащения полезных ископаемых. Этот процесс основан на различии скоростей движения минеральных зерен в пульсирующей среде разделения, в качестве которой используется обычно вода и гораздо реже воздух.

Рис. 4.1. Схема процесса отсадки (а) и ее циклы: б — гармонический; в — Майера; г — Берда; д — Томаса; S — перемещение среды; V—скорость перемещения

Исходный материал 1 поступает на решето 2 обычно двухступенчатой 8 отсадочной машины (рис. 4.1, а) и распределяется на нем равномерным слоем. Через отверстия решета циркулируют восходящий и нисходящий потоки среды, под воздействием которых формируются слои тяжелых 3, легких 5 зерен и их сростков 4. Послойная разгрузка происходит в каждой ступени 6. Тяжелая фракция разгружается через специальные шиберные устройства 7 (горизонтальные или вертикальные щели с затворами разной конструкции) и решето 2, легкая — через порог в конце отсадочной машины. Режимом ее работы предусмотрено, чтобы слои 3, 4 не выходили за пределы соответствующей ступени отсадки.

Закономерности расслоения материала по плотности в стесненных условиях при отсадке обусловлены явлениями не только разделения зерен во взвешенном слое, но и их сегрегации. При этом на движение минеральных зерен оказывают влияние их вес в разделительной среде, гидростатические силы сопротивления и инерции среды, механические силы трения и ударов зерен как друг о друга, так и о стенки аппарата.

Под действием восходящего потока среды смесь разделяемых зерен разрыхляется и легкие зерна, скорость падения которых меньше скорости потока, движутся вверх; а тяжелые зерна лишь взвешиваются. При нисходящем потоке среды, наоборот, тяжелые зерна извлекаются потоком вниз с большей скоростью, чем легкие, и слой минеральных зерен на решете уплотняется.

В результате многократного воздействия восходяще-нисходящих потоков материал расслаивается: зерна легких минералов выносятся в верхние слои, а тяжелые зерна, преодолевая сопротивление среды, концентрируются в нижних слоях. При этом за счет всасывающего действия нисходящего потока мелкие зерна тяжелых минералов проходят через каналы между крупными тяжелыми зернами и располагаются под ними или разгружаются через отверстия решета в камеры отсадочной машины.

Мелкие зерна легких минералов также просачиваются между более крупными легкими зернами, но не успевают пройти по каналам между зернами тяжелых минералов в связи с уплотнением слоя зерен на решете, остаются под слоем крупных зерен легких минералов. В результате минеральные зерна располагаются над решетом в последовательности: мелкие, затем крупные зерна тяжелых минералов, над ними — мелкие зерна легких минералов и вверху — более крупные зерна легких минералов. Такому распределению зерен по плотности и крупности способствует также сегрегация материала, возникающая в результате периодически повторяющихся пульсаций слоя минеральных зерен.

Слой материала 9, находящийся на решете при отсадке крупного материала (более 3-5 мм при обогащении руд и более 10-13 мм — углей), называют естественной постелью (см. рис. 4.1, а). Оптимальная толщина ее равна 5-10 диаметрам максимальных зерен в питании. Ухудшение четкости разделения при большей толщине постели обусловлено недостаточной ее разрыхленностью (из-за чрезмерного возрастания гидростатического сопротивления), а при меньшей толщине постели — образованием прорывов (из-за недостаточного гидростатического ее сопротивления), вызывающих местные увеличения скорости потоков, перемешивание материала и увеличение взаимных засорений продуктов обогащения.

Закономерности вертикального перемещения S среды и изменения ее скорости V во времени характеризуются циклом отсадки (рис. 4.1, б—д), включающим подъем t_в, паузу t_п и опускание tн среды. Основные циклы, применяемые на практике, характеризуются: гармонический (см. рис. 4.1, б) — равенством скоростей восходящего (V_в) и нисходящего (V_Н) потоков и периодов их действия (t_в = t_н); цикл Майера (рис. 4.1, в) — кратковременностью подъема и опускания среды и большой паузой; цикл Берда (рис. 4.1, г) — большой скоростью подъема и меньшей скоростью опускания при отсутствии паузы; цикл Томаса (рис. 4.1, д) — малой скоростью подъема и большой скоростью опускания среды. Изменение продолжительности элементов цикла позволяет управлять процессом расслоения материала.

Например, чтобы предотвратить попадание легких мелких зерен в слой тяжелых при обогащении неклассифицированных углей, применяют циклы с кратковременным действием нисходящего потока среды. Характер цикла оказывает существенное влияние на результаты отсадки только при небольшой частоте колебаний среды — меньше 100 мин -1 , применяемой при отсадке крупного материала.

Частота и амплитуда колебаний среды при отсадке определяются не только крупностью, но и плотностью обогащаемого материала. Чем больше максимальный размер и плотность частиц, тем больше амплитуда, но меньше частота колебаний среды. При малых значениях числа пульсаций обеспечиваются более высокие скорости восходящего потока, увеличивается амплитуда колебаний, достигаются максимальный подъем постели и степень ее разрыхления. Однако при этом процесс отсадки становится менее устойчивым и более чувствительным к изменениям производительности, крупности и фракционного состава исходного материала. При большом числе пульсаций устойчивость процесса увеличивается, но снижается степень разрыхления постели. Необходимую частоту пульсаций можно определить из условия достаточности скорости восходящего потока для взвешивания наиболее крупных тяжелых зерен в стесненных условиях, когда ускорение среды еще не превышает ускорения силы тяжести.

Средством регулирования процесса отсадки в водной среде является подача подрешетной воды. Она увеличивает скорость восходящего потока и разрыхленность постели, уменьшает скорость нисходящего потока и засасывание мелких классов под решето, способствует перемещению легкой фракции к сливному порогу отсадочной машины. Увеличение расхода подрешетной воды вызывает, как правило, уменьшение выхода подрешетного продукта и повышение его качества, но сопровождается выносом в слив тонких частиц тяжелых минералов; уменьшение расхода приводит к обратным результатам. Скорость движения подрешетной воды в отсадочных машинах возрастает с увеличением крупности материала, но обычно не превышает 0,6см/с.

Разжижение исходного питания не должно превышать соотношения Ж:Т=2: 1 (по массе). В противном случае в отсадочной машине создается горизонтальный поток большой скорости, который взмучивает надпостельный слой, нарушая процесс расслоения частиц по плотности. Общий расход воды возрастает при увеличении крупности обогащаемого материала и при отсадке руд изменяется от 3,5 до 8,0 м 3 /т, а при отсадке углей — от 2,3 до 6,0 м 3 /т. Доля подрешетной воды в общем ее расходе составляет от 40 до 70 %. Исключение ее подачи существенно затрудняет получение удовлетворительных показателей разделения.

Отсадке подвергаются руды крупностью от 0,25 до 50 мм и угли крупностью от 0,4-0,9 до 100-150 мм. Необходимость обесшламливания материала по нижнему пределу крупности обусловлена плохим разделением тонких частиц по плотности при отсадке и тем, что они снижают эффективность обогащения более крупных классов. Верхний предел крупности ограничен не технологическими возможностями процесса, а конструктивными особенностями отсадочных машин, главным образом конструкцией разгрузочных устройств.

Для повышения эффективности обогащения исходный материал подвергается грохочению на классы крупности, каждый класс обогащают на отдельной отсадочной машине. Для определения диапазона крупности зерен в каждом классе используют значение коэффициента равнопадаемости разделяемых зерен в стесненных условиях. При обогащении руд предварительному грохочению подвергается обычно только крупнозернистый материал крупнее 5-6 мм. Более мелкий материал обогащают с применением искусственной постели, как правило, без предварительного разделения его на классы крупности. Уголь перед обогащением разделяют на два машинных класса, обычно по граничному размеру 13 или 10 мм, с последующими их обесшламливанием и раздельным обогащением. Отсадка необесшламленного материала технологически нецелесообразна и в проектах новых фабрик не предусматривается.

Эффективность отсадки тем выше, чем крупнее зерна разделяемого материала и чем больше различаются они по плотности. Поэтому отсадка получила широкое распространение при обогащении крупно- и средневкрапленных, например железных и марганцевых руд, не требующих тонкого измельчения, а также полезных ископаемых, разделяемые компоненты в которых значительно различаются по плотности (уголь, пески россыпных месторождений и др.).

С уменьшением крупности материала точность разделения частиц по плотности ухудшается, поскольку влияние возрастающей при этом вязкости среды, повышения турбулентности потоков и соударения частиц различной плотности в значительно большей степени сказывается на мелких частицах, чем на крупных. Взаимозасоряемость продуктов обогащения возрастает также с ухудшением обогатимости материала.

Увеличение нагрузки на машину приводит к увеличению скорости прохождения материала, уменьшению выхода подрешетного продукта и повышению его качества. При уменьшении нагрузки выход подрешетного продукта, наоборот, повышается, а качество его снижается. Максимальная эффективность обогащения достигается при определенной удельной производительности машин, которая в зависимости от крупности материала, требований к качеству продуктов обогащения и конструктивных особенностей машины колеблется от 5 до 30 т/(ч·м 2 ) при обогащении углей и от 2 до 16 т/(ч·м 2 ) при обогащении руд. Удельный расход электроэнергии при этом изменяется от 0,3 до 0,7 кВт·ч/т. Производительность отсадочной машины пропорциональна площади ее постели и удельной производительности для данного обогащаемого материала.

К настоящему времени известно более 90 разновидностей конструкций отсадочных машин. Колебания разделительной среды в них создаются движениями поршня, решета, диафрагмы или пульсирующей подачей сжатого воздуха.

Область применения отсадки охватывает полезные ископаемые по плотности извлекаемых полезных компонентов от 1200 до 15600 кг/м 3 и по крупности обогащаемого материала от 0,2 до 50 мм для руд и от 0,5 до 120 мм (иногда до 250 мм) для углей.

В практике обогащения различных полезных ископаемых применяются отсадочные машины, в которых колебания водной среды создаются: движениями поршня (поршневые отсадочные машины, в настоящее время серийно не выпускаются), диафрагмы (диафрагмовые отсадочные машины), решета (машины с подвижным решетом), машины с пульсирующей подачей сжатого воздуха (беспоршневые воздушно-золотниковые машины).

Поршневые отсадочные машины применяются для обогащения марганцевых, оловянных, вольфрамовых руд крупностью от 40 до 2 (3) мм, диафрагмовые отсадочные машины (с горизонтальным или вертикальным расположением диафрагмы) — для обогащения марганцевых, железных, оловянных и вольфрамовых руд, золотосодержащих россыпей, руд редких металлов крупностью от 15 (30) до 0,5 мм.

Отсадочные машины с подвижным решетом используются для обогащения марганцевых руд, реже железных, вольфрамовых и других руд крупностью от 40 до 3 (2) мм.

Беспоршневые воздушно-золотниковые отсадочные машины выпускаются для обогащения углей и антрацитов крупностью 100 (250) до 0,5 мм и бурожелезняковых, марганцевых, хромовых руд крупностью от 4 (60) до 0,2 мм.

Наибольшее применение при обогащении полезных ископаемых получили воздушно-пульсационные и диафрагмовые отсадочные машины. Отсадочные машины с подрешетными воздушными камерами имеют большую удельную производительность, высокую технологическую эффективность, низкие энерго- и металлоемкость. Широко используется автоматизация управления процессом отсадки с применением микропроцессорной техники.

Для создания колебаний воды наиболее прогрессивными являются воздухораспределительные устройства с клапанными пульсаторами, обеспечивающие изменение частоты колебаний и соотношение продолжительности элементов цикла в широких диапазонах.

Читайте также: